同“心”的三角形簇论文_赵立忠

云南省嵩明县嵩阳一中 651700

摘 要:本文从三角形各心概念出发,给出了许多具有相同“心”的三角形模型,并得出“在等边三角形内部能做无数个与其各边相接的等边三角形,且这无数个等边三角形共用一心”的结论。

关键词:三角形 重心 内心 

一、三角形各心的概念

定理1:三角形的三条中线、三条高线、三条内角平分线、三边垂直平分线、一条内角平分线和其它两个角的外角平分线、三边周界中线都交于一点。

定义:三角形的重心、垂心、内心、外心、旁心、界心分别是此三角形三条中线、三条高线、三条内角平分线、三边垂直平分线、一条内角平分线和其它两个角的外角平分线、三边周界中线所交成的点。

二、同心三角形簇

1.具有相同内心的三角形簇。定理2:过不在同一半圆周上的圆上三点,作圆的三条切线,围成的三角形是具有相同内心的三角形簇。事实上:(1)若A、B、C是处于同一半圆周内的互异三点,则分别过这三点作与圆相切的直线l1、l2、l3,所围成的三角形以圆心为旁心(如图1)。(2)若AB是圆的直径,则过A、B分别作圆的两条切线l1、l2,必有l1∥l2;又在圆上取与A、B互异的点C作圆的切线l3,显然l1、l2、l3不能围成三角形(如图2)。(3)除以上两种情况,圆上互异三点作圆的三条切线围成一个三角形,此三角形以圆心为内心(如图3)。

2.具有相同外心的三角形簇。定理3:圆上任意三点确定的三角形是具有相同外心的三角形簇。事实上,圆上任意(互异)三点必不共线,不共线三点确定一个三角形,圆心是此三角形的外心(如图4)。

3.具有相同重心的三角形簇。事实上,如图5,对任意三角形,连接其各边中点所成的新三角形与原三角形有相同重心。依次连接新三角形的各边中点,又得到了另一个三角形,仍与其具有相同的重心。如此反复下去就得到了一簇具有相同重心的三角形,记反复构造的次数为n,当n→∞时,三角形就变成了一个点,这个点就是它们共同的重心。类似的我们还可以构造很多具有相等“心”的三角形簇模型,以下再以定理4为例:定理4:在等边三角形内部能做无数个与其各边相接的等边三角形,且这无数个等边三角形共用一心(外心、内心、垂心、重心、界心)。

事实上:

所以G与P重合,即△ABC与△P1P2P3共用重心。而等边三角形五心合一(外心、内心、垂心、重心、界心),可见与等边△ABC各边相接的无数个等边三角形共用一心。

参考文献

[1]樊群涛 三角形“三心”的完美统一[J].中学生数学,2005,22。

[2]胡如松 重心是三角形五心的中心[J].中学数学教学,1997,2。

[3]周又之 初等数学手册[M].北京:新时代出版社,1986,114-150。

[4]续铁权 位似变换与三角形的“三心共线”[J].数学通讯,1998,4:27-28。

论文作者:赵立忠

论文发表刊物:《素质教育》2019年12月总第329期

论文发表时间:2019/10/31

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